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微专题 13 作用原因分析
在近几年的高考化学试题中，开放性、探究性的实验试题逐渐成为了考试的热点，且越考越热，大
有占据全部实验之趋势。在这些实验试题中最难回答或是最不好得分的就是实验简答题了，考生也明
白是怎么回事，可就是不会回答，要么回答的原理不对，要么回答的格式不合理，要么回答的语言不
规范，不能够用化学语言来回答，等等所有这些都成为了高三考试乃至高考失分的关键点。
1．(2023•全国乙卷，26)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机
化合物进行C、H 元素分析。
回答下列问题：
(1)将装有样品的Pt 坩埚和CuO 放入石英管中，先_______，而后将已称重的U 型管c、d 与石英管连
接，检查_______。依次点燃煤气灯_______，进行实验。
(2)O2的作用有_______。CuO 的作用是_______(举1 例，用化学方程式表示)。
(3)c 和d 中的试剂分别是_______、_______(填标号)。c 和d 中的试剂不可调换，理由是_______。
A．CaCl2 B．NaCl C．碱石灰(CaO+NaOH) D．Na2SO3
(4)Pt 坩埚中样品CxHyOz 反应完全后，应进行操作：_______。取下c 和d 管称重。
(5)若样品CxHyOz 为0.0236g，实验结束后，c 管增重0.0108g，d 管增重0.0352g。质谱测得该有机物
的相对分子量为118，其分子式为_______。
2．(2022·湖北卷，18)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42℃，易吸潮)可通过市售85%磷
酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到，纯化过程需要严格控制温度和水分，温度低于21℃易形成
2H3PO4·H2O (熔点为30℃)，高于
则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计
的实验装置如下(夹持装置略)：
1
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回答下列问题：
(1)A 的名称是___________。B 的进水口为___________(填“a”或“b”)。
(2)P2O5的作用是___________。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止_________，还具有搅拌和加速水逸出的作用。
(4)升高温度能提高除水速度，实验选用水浴加热的目的是___________。
(5)磷酸易形成过饱和溶液，难以结晶，可向过饱和溶液中加入___________促进其结晶。
(6)过滤磷酸晶体时，除了需要干燥的环境外，还需要控制温度为________(填标号)。
A．＜20℃ B．30~35℃ C．42~100℃
(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是___________。
3．(2023·全国甲卷，27)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：
2CoCl2+ 2NH4Cl+10NH3+H2O2
2 [Co(NH3)6]Cl3+2H2O。
具体步骤如下：
Ⅰ．称取2.0g NH4Cl，用
水溶解。
Ⅱ．分批加入入3.0g CoCl2·6H2O 后，将溶液温度降至
以下，加入1g 活性炭、7mL 浓氨水，搅拌
下逐滴加入
的双氧水。
Ⅲ．加热至
反应
。冷却，过滤。
Ⅳ．将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL 沸水中，趁热过滤。
Ⅴ．滤液转入烧杯，加入4mL 浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a 的名称是_______。加快NH4Cl 溶解的操作有_______。
(2)步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免_______、_______；可选用_______降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范之处：_______。
2
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(4)步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为_______。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是_______。
4．(2021·全国甲卷，27)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的
CuO (杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有_______(填
标号)。
A．烧杯 B．容量瓶 C．蒸发皿 D．移液管
(2)将CuO 加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为_______，与直接用废铜和浓硫
酸反应相比，该方法的优点是_______。
(3)待CuO 完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O 调pH 为3.5～4，再煮
沸10min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、_______、乙醇洗涤、_______，得
到胆矾。其中，控制溶液pH 为3.5～4 的目的是_______，煮沸10min 的作用是_______。
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白
色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结
晶水的个数为_______(写表达式)。
(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是_______(填标号)。
①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少胆矾迸溅出来
5．(2023•海南卷，17)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有：粉碎、称
量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题：
(1)实验方案中出现的图标
和
，前者提示实验中会用到温度较高的设备，后者
要求实验者_______(填防护措施)。
(2)灰化：干燥样品应装入_______中(填标号)，置高温炉内，控制炉温850℃，在充足空气氛中燃烧成
灰渣。
a．不锈钢培养皿 b．玻璃烧杯 c．石英坩埚
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸，直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是
_______(填化学式)，因而本实验应在实验室的_______中进行(填设施名称)。若将漏斗直接置于容量瓶上过
3
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滤收集滤液(如图所示)，存在安全风险，原因是_______。
(4)测定铁含量基本流程：将滤液在200mL 容量瓶中定容，移取25.00mL，驱尽NO3
-并将Fe3+全部还原
为Fe2+。用5mL 微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。
①选用微量滴定管的原因是_______。
②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据，应采取的措施是_______。
序号
1
2
3
标准溶液用量/mL
2.715
2.905
2.725
③本实验中，使测定结果偏小的是_______(填标号)。
a．样品未完全干燥 b．微量滴定管未用标准溶液润洗 c．灰渣中有少量炭黑
通常解答此类题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分
析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据
实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用
方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事
项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。
注意回答问题时，一定要锤炼语言，使自己的语言描述准确、规范，避免“心里知道却说不清”的现象。
如对实验的描述可按“操作、现象、结论”的顺序组识语言。另外叙述要精确，表达要清楚。
1．(2024·浙江杭州市高三一模)某研究小组欲制备[Co(NH3)5Cl] Cl2(相对分子质量为250.5)，按如下流
程开展实验：
(1)取用6.0mL 浓氨水的仪器是 。
(2)写出第三步的离子反应方程式 。
4
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(3)下列说法正确的是__________________。
A．步骤Ⅰ中加入NH4Cl 是为了控制溶液的pH 处于合适范围
B．步骤Ⅱ中，为了加速反应，应一次性加入H2O2
C．步骤Ⅳ中，可以通过搅拌加快过滤速度
D．步骤Ⅴ中，用浓盐酸洗涤粗产品比用水洗更适宜
(4)在步骤I、III 中使用了带塞子的锥形瓶(如图所示)可提高产率，原因是 。
(5)测定产品纯度：称取0.8350g 样品，配置成250mL 溶液，移取25.00mL 溶液于锥形瓶中，加指示剂
K2CrO4用0.01000mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至砖红色(有Ag2CrO4沉淀)，消耗AgNO3标准溶液体积V1的
平均值为42.90mL；再向溶液中加适量浓HNO3，砖红色褪去，继续用上述AgNO3标准溶液滴定至砖红色
(有Ag2CrO4沉淀)，消耗AgNO3标准溶液体积V2的平均值为21.20mL。
①应该选择 (填“V1”或“V2”)计算产品的纯度，理由是 。
②产品的纯度为 。
2．(2024·浙江省嘉兴市高三基础测试)重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，
铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质。制备流程如图所示：
已知：步骤①高温下的主反应为：2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3
4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2
+7NaNO2
常见物质的溶解度
物质
0℃(g)
40℃(g)
80℃(g)
KCl
28.0
40.1
51.3
NaCl
35.7
36.4
38.0
K2Cr2O7
4.7
26.3
73
Na2Cr2O7
163
215
375
(1)滤渣1 的主要成分是 。
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(2)步骤④调节pH 时发生的离子方程式为 。
(3)下列说法不正确的是___________。
A．步骤①可在陶瓷容器中进行
B．为了加快步骤②中的过滤速度，可用玻璃棒小心翻动沉淀
C．步骤③的目的是使杂质离子转化为沉淀而除去
D．步骤⑤加入KCl 后发生的是复分解反应
(4)步骤⑤加入KCl 后，还需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，洗涤
粗产
品时可选择___________。
A．冷水
B．饱和氯化钾溶液
C．热水
D．冷的酒精
(5)测定产品的纯度
K2Cr2O7 (摩尔质量：294g/mol)的定量测定：称取0.3750g 样品，加水溶解配制250mL 溶液，移取
25mL 溶液于锥形瓶中，加入适量的硫酸和足量的KI 溶液，充分反应后加入几滴淀粉溶液，然后用
0.03000mol·L-1Na2S2O3标准液进行滴定。上述过程平行测试3 次，平均消耗的Na2S2O3溶液的体积为
22.50mL。已知：Cr2O7 2-+I-→Cr3++I2，I2+ S2O3
2-→I-+ S4O6
2- (未配平)。
①K2Cr2O7的纯度为 。
②上述操作都正确，但实际测得的K2Cr2O7纯度偏高，可能的原因是 。
3．(2024·浙江省宁波市高三选考模拟考试)氯化亚铜(CuCl)是石油工业常用的脱硫剂和脱色剂，以低品
位铜矿(主要成分为CuS。CuS2和铁的氧化物)为原料制备CuCl 步骤如下：
已知：CuCl 难溶于醇和水，热水中能被氧化，在碱性溶液中易转化为CuOH．CuCl 易溶于浓度较大
的Cl-体系中(CuCl+Cl-
CuCl2
-)。
请回答：
(1)还原过程中所得产物的主要溶质的化学式是 。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．“浸取”过程中稀硫酸可以用浓硫酸代替
B．滤渣1 的成分是Fe(OH)3
C．“除锰”后的滤液中Cu 元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在
D．“除锰”后滤液加热的主要目的是除去多余的氨水和NH4HCO3
(3)“稀释”过程中，pH 对CuCl 产率的影响如图所示：
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请分析pH 控制在
左右的原因 。
(4)为测定CuCl 产品纯度进行如下实验：
a．称量所得CuCl 产品
g 溶于硝酸，配制成250mL 溶液；取出
mL，加入足量的
mL0.5 mol/L AgNO3溶液，充分反应；
b．向其中加入少量硝基苯，使沉淀表面被有机物覆盖；
c．加入指示剂，用NH4SCN 标准溶液滴定过量的AgNO3溶液；
d．重复实验操作三次，消耗
mol/L NH4SCN 溶液的体积平均为
mL。
已知Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2.0×10-12。
①加入硝基苯的作用是 。
②滴定选用的指示剂是 。
A．FeCl3 B．FeCl2 C．NH4Fe(SO4) 2 D．(NH4)2Fe(SO4) 2
③CuCl 的纯度为 。
4．(2023·贵州省三模)氧化亚铜主要用于制造船底防污漆等。它是一种难溶于水和乙醇的鲜红色固体，
在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质。某小组制备Cu2O 并测定其纯度采用如下步骤，回答下列问题：
I．制备Cu2O
将新制Na2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合， 加热至90°C 并不断搅拌。反应生成Cu2O，同时有
SO2气体产生。反应结束后，经过滤、洗涤、干燥得到Cu2O 粉末。制备装置如图所示：
(1)仪器a 的名称是_____________；反应采用的加热方式为_______________________________。
(2)制备Cu2O 时，原料理论配比为n(Na2SO3) ： n(CuSO4)=3：2，该反应的化学方程式为___________；
装置B 的作用是_________。
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(3)实验中，Na2SO3用量比理论用量稍高，原因是________________________。
(4)反应中需不断滴加NaOH 溶液，原因是________________________________。
(5)过滤后，将滤渣用蒸馏水、无水乙醇洗涤数次，其中用无水乙醇洗涤的目的是____________。
Ⅱ．测定Cu2O 纯度
称取m g 样品置于烧杯中，加入足量FeCl3溶液，完全溶解后，加入4 滴邻菲罗啉指示剂，然后用c
mol·L-1硫酸高铈[Ce(SO4)2]溶液进行滴定至终点，共消耗Ce(SO4)2溶液VmL。(已知： Ce4++Fe2+ = Ce3+
+Fe3+)
(6)加入FeCl3溶液时发生反应的离子方程式为____________________________________。
(7)该样品中Cu2O 的纯度为______________________。
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